謝作如

起筆之初，筆者剛好完成了自己的書稿《數(shù)字時(shí)代的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)（創(chuàng)客教育實(shí)踐）》。這是一本站在“造物”角度寫創(chuàng)客教育的專著，屬于河北教育出版社的“綜合實(shí)踐活動(dòng)的新時(shí)代建構(gòu)”叢書中的一本。這也是筆者第一次認(rèn)真思考創(chuàng)客教育應(yīng)該怎么實(shí)施，并結(jié)合自己的教育實(shí)踐，給出的一份實(shí)施指南。如果說梁森山老師的《中國(guó)創(chuàng)客教育藍(lán)皮書（基礎(chǔ)教育版）》解決了創(chuàng)客教育是什么、創(chuàng)客教育從哪里來(lái)要到哪里去的問題，那么，筆者的這本書給出的則是具體的實(shí)施建議——?jiǎng)?chuàng)客教育應(yīng)該怎么走。

在《數(shù)字時(shí)代的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)（創(chuàng)客教育實(shí)踐）》的后記中，筆者再次提出“創(chuàng)客教育會(huì)不會(huì)消亡”這一問題。誠(chéng)然，不斷造新詞換新詞，是當(dāng)前學(xué)術(shù)界的不良之風(fēng)，導(dǎo)致一個(gè)教育名詞如果用久了，還會(huì)引來(lái)“鄙視”，被等同于守舊。因而，每個(gè)年度的最后幾天，筆者都會(huì)反思創(chuàng)客教育的價(jià)值，以及規(guī)劃創(chuàng)客教育的未來(lái)方向，并以此指導(dǎo)新一年的工作。

● 堅(jiān)持動(dòng)手造物，融合各種理念

毫無(wú)疑問，沒有造物就沒有創(chuàng)客教育?！皠?chuàng)意當(dāng)實(shí)現(xiàn)”是創(chuàng)客教育的第一驅(qū)動(dòng)力，繼承了來(lái)自創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)和創(chuàng)客文化中近乎信仰的精神內(nèi)核?！霸煳铩币恢笔莿?chuàng)客活動(dòng)的主要形式和核心特征，也是創(chuàng)客教育“產(chǎn)出”方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)，更是創(chuàng)客教育相對(duì)于其他教育理念來(lái)說的“核心競(jìng)爭(zhēng)力”所在。

常常有人會(huì)刨根問底：創(chuàng)客教育和STEM（STEAM）教育、創(chuàng)新教育等教育理念是什么關(guān)系？其實(shí)，正是因?yàn)閺?qiáng)調(diào)了“造物”，創(chuàng)客教育才和其他創(chuàng)新教育理念有了密切的交集。將“造物”按照不同維度展開分析，我們就會(huì)更加深入地理解創(chuàng)客教育的價(jià)值。例如，“造物”需要很多學(xué)科知識(shí)的介入，那就自然而然地進(jìn)入了跨學(xué)科學(xué)習(xí)領(lǐng)域，與STEM教育就很難區(qū)分。又如，“造物”的難度大，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，需要不斷“設(shè)計(jì)—測(cè)試—再設(shè)計(jì)”，這就是基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。再如，“造物”需要多人合作，通過造物可以學(xué)習(xí)很多知識(shí)，就成了典型的“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”。還有，我們總是強(qiáng)調(diào)學(xué)生用數(shù)字化工具進(jìn)行造物，那么創(chuàng)客教育與信息技術(shù)、通用技術(shù)、編程、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人等課程又密切聯(lián)系起來(lái)。創(chuàng)客教育和其他教育名詞或者理念之間的關(guān)系如上頁(yè)圖所示。

從上頁(yè)圖可以看出，創(chuàng)客教育要堅(jiān)持動(dòng)手造物，就能成為融合各種優(yōu)秀、新型的教育理念的紐帶。如果在綜合實(shí)踐活動(dòng)課程中實(shí)施創(chuàng)客教育，那么創(chuàng)客教育的課時(shí)就得到了很好的保障，因?yàn)椤霸O(shè)計(jì)制作”本來(lái)就是綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的重要學(xué)習(xí)方式，“創(chuàng)意物化”（綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的四大目標(biāo)之一）則是對(duì)“創(chuàng)意當(dāng)實(shí)現(xiàn)”這一核心精神的提煉。分析當(dāng)前的教育現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為需要重點(diǎn)關(guān)注“人工智能教育”和“新勞動(dòng)教育”。

關(guān)鍵詞：人工智能教育

孜孜探索各種新技術(shù)是創(chuàng)客們的重要特征。早在2012年，溫州中學(xué)創(chuàng)客空間里的學(xué)生已經(jīng)開始用OpenCV研究計(jì)算機(jī)視覺，用Arduino101研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)，并且設(shè)計(jì)出一些有趣的人工智能作品。隨著人工智能技術(shù)的門檻下降，學(xué)生造物的智能化程度也越來(lái)越高?，F(xiàn)在基于百度AI開放平臺(tái)和pinpong庫(kù)，設(shè)計(jì)一個(gè)車牌識(shí)別或者人臉識(shí)別系統(tǒng)，以普通中學(xué)生的編程水平都能做到。

國(guó)務(wù)院于2017年7月發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，要求“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目”，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中人工智能已經(jīng)作為一個(gè)獨(dú)立的模塊出現(xiàn)，必修模塊中還增加了關(guān)于人工智能的獨(dú)立章節(jié)。一些省市出臺(tái)的推進(jìn)人工智能教育的方案中，往往會(huì)建議要和國(guó)家課程融合，即將人工智能作為創(chuàng)客教育、STEM教育的一個(gè)重要主題。

關(guān)鍵詞：新勞動(dòng)教育

除了人工智能教育外，勞動(dòng)教育也是我們需要關(guān)注的關(guān)鍵詞。2020年3月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于全面加強(qiáng)新時(shí)代大中小學(xué)勞動(dòng)教育的意見》（簡(jiǎn)稱《意見》），指出要“把勞動(dòng)教育納入人才培養(yǎng)全過程，貫通大中小學(xué)各學(xué)段，貫穿家庭、學(xué)校、社會(huì)各方面，與德育、智育、體育、美育相融合，緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展變化和學(xué)生生活實(shí)際，積極探索具有中國(guó)特色的勞動(dòng)教育模式”。

在基本原則部分，《意見》提出了“體現(xiàn)時(shí)代特征”原則，即“適應(yīng)科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革，針對(duì)勞動(dòng)新形態(tài)，注重新興技術(shù)支撐和社會(huì)服務(wù)新變化。深化產(chǎn)教融合，改進(jìn)勞動(dòng)教育方式。強(qiáng)化誠(chéng)實(shí)合法勞動(dòng)意識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)精神，提高創(chuàng)造性勞動(dòng)能力”。

勞動(dòng)教育是與時(shí)俱進(jìn)的。清華大學(xué)李雙壽教授提出，新時(shí)代的勞動(dòng)者是創(chuàng)客，新時(shí)代的生產(chǎn)工具是智能裝備，新時(shí)代的勞動(dòng)對(duì)象是新基建和大數(shù)據(jù)。這句話就很好地解釋了勞動(dòng)教育和創(chuàng)客教育的關(guān)系。在溫州中學(xué)的創(chuàng)客空間中，常常會(huì)看到學(xué)生用電烙鐵、熱熔膠槍來(lái)維修自己的學(xué)習(xí)和生活用具。除了設(shè)計(jì)常見的趣味電子作品，他們還會(huì)動(dòng)手設(shè)計(jì)養(yǎng)殖、種植方面的智能系統(tǒng)，如自動(dòng)澆花系統(tǒng)、快速繁殖機(jī)等。這些創(chuàng)客活動(dòng)貼近真實(shí)的生產(chǎn)勞動(dòng)，和勞動(dòng)教育的關(guān)系非常密切，值得倡導(dǎo)。

● 面向真實(shí)問題，從作品到產(chǎn)品

創(chuàng)客教育最大的魅力在于學(xué)習(xí)可以與真實(shí)世界聯(lián)結(jié)——基于真實(shí)的需求，解決真實(shí)的問題。最早吸引筆者走進(jìn)創(chuàng)客空間的是開源硬件Arduino和3D打印機(jī)。基于Arduino開發(fā)出來(lái)的作品不是僅僅用于實(shí)驗(yàn)室的功能演示，而是可以真實(shí)應(yīng)用于生活，甚至航空航天的高端領(lǐng)域，如著名的微型衛(wèi)星ArduSat。用3D打印機(jī)打印的物品零件，也可以長(zhǎng)期使用，具有一定的牢固度、美觀度和可靠性。激光切割機(jī)加工出來(lái)的作品和一些正式銷售的紀(jì)念品毫無(wú)區(qū)別，很多學(xué)校購(gòu)買的激光切割機(jī)都能用于工業(yè)生產(chǎn)。

筆者一直樂此不疲地研究各種數(shù)字化加工工具，希望自己像MIT的Gershenfeld教授一樣，也能開設(shè)一門叫做How to make almost anything的課程。當(dāng)學(xué)生用3D打印機(jī)打印出一個(gè)市場(chǎng)上已經(jīng)不再銷售的螺母讓一盞破損的臺(tái)燈重?zé)ü獠实臅r(shí)候，當(dāng)學(xué)生用激光切割機(jī)加工出可以收納工具的支架讓創(chuàng)客空間的設(shè)備擺放更加有序的時(shí)候，當(dāng)學(xué)生用Arduino和冷光線為舞蹈社學(xué)生制作出熒光舞道具的時(shí)候，筆者總會(huì)無(wú)比激動(dòng)：這才是真正的創(chuàng)客！

《綱要》特意在“創(chuàng)意物化”的目標(biāo)描述中提出“數(shù)字化產(chǎn)品”一詞，意味著學(xué)生的“設(shè)計(jì)制作”學(xué)習(xí)成果不能僅僅停留在“作品”的范疇，從初中開始，就升級(jí)為“較為復(fù)雜的制品或用品”。直接應(yīng)用于真實(shí)世界的創(chuàng)客作品，其實(shí)就不能再稱之為“作品”，應(yīng)該是產(chǎn)品甚至是商品。這些創(chuàng)客產(chǎn)品還可以利用數(shù)字化工具進(jìn)行批量加工生產(chǎn)。例如，筆者所在學(xué)校許多教師的辦公桌上，都擺放著學(xué)生用3D打印機(jī)做的帶有“WZMS”標(biāo)識(shí)的筆插;每一次校園模擬經(jīng)營(yíng)的活動(dòng)中，溫州中學(xué)的創(chuàng)客空間“生產(chǎn)”出來(lái)的各種木制紀(jì)念品，總是銷售一空，學(xué)生用賣產(chǎn)品的收益維持創(chuàng)客空間的運(yùn)營(yíng)。可見，創(chuàng)客教育需要引入一種新的學(xué)習(xí)方式——基于產(chǎn)品的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：基于產(chǎn)品的學(xué)習(xí)

2018年，筆者和吳俊杰老師合作的文章《基于產(chǎn)品的學(xué)習(xí)：創(chuàng)客生產(chǎn)生活方式的教育啟蒙》中提出，基于產(chǎn)品的學(xué)習(xí)是指在一個(gè)數(shù)字化的開源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和公共品化的過程中學(xué)習(xí)甚至產(chǎn)生知識(shí)、提升建設(shè)未來(lái)世界效能感的一種學(xué)習(xí)方式。我們?cè)?jīng)聯(lián)合國(guó)內(nèi)著名創(chuàng)客教育公司DFRobot，在DF商城啟動(dòng)了一個(gè)新功能模塊——心愿單。心愿單功能的推出是希望能夠?qū)W(xué)生設(shè)計(jì)的功能成熟的創(chuàng)客作品作為商品進(jìn)行銷售，讓中小學(xué)生有機(jī)會(huì)體驗(yàn)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”。心愿單的功能例舉如下：

一個(gè)初中創(chuàng)客教師用DF的電子模塊設(shè)計(jì)了一個(gè)顯示PM2.5和二氧化碳濃度的測(cè)量裝置，套件的總成本950元，他把制作過程出版成了一個(gè)心愿單，售價(jià)1000元，DF按5%提供版稅，每套50元，他的心愿是湊夠5000元給5個(gè)班級(jí)配備這個(gè)裝置，這就意味著這個(gè)創(chuàng)意所對(duì)應(yīng)的套件賣出去100套之后，所得的利潤(rùn)超過5000元，心愿單社區(qū)將不再提供作品版稅給作者，價(jià)格回到950元。之后這個(gè)作品的制作文檔和參考資料將會(huì)全部開源，成為一個(gè)公共品，成為大家可以共同學(xué)習(xí)的財(cái)富。在心愿單平臺(tái)上，DFRobot提供的所有電子設(shè)備都是模塊化的，這就意味著我們像挑選蔬菜做飯一樣，只需要選用合適的模塊再將其組合起來(lái)，通過編程使其獲得一定的功能，再結(jié)合個(gè)人或他人的興趣生成一個(gè)產(chǎn)品的故事，一個(gè)可以售賣的產(chǎn)品就完成了，接下來(lái)可以以心愿單的達(dá)成為學(xué)習(xí)目標(biāo)開展一系列的推廣活動(dòng)。

創(chuàng)客產(chǎn)品通過心愿單進(jìn)行銷售，其實(shí)是引入一種全新的第三方評(píng)價(jià)機(jī)制，讓社會(huì)化的需求、社會(huì)化的購(gòu)買行為和評(píng)論也成為創(chuàng)客教育的新評(píng)價(jià)手。這將會(huì)讓創(chuàng)客教育的優(yōu)勢(shì)更加明顯，輻射范圍也更加廣泛。

● 不忘創(chuàng)客初心，擁抱開源文化

聯(lián)合國(guó)教科文組織在第三次教育報(bào)告《反思教育》中呼吁：教育是公益事業(yè)，是全球公共品。報(bào)告認(rèn)為從“共同利益”的角度看，個(gè)人的“好日子”固然重要，人類共同擁有美好生活也很重要。聯(lián)合國(guó)教科文組織希望通過社會(huì)集體努力，讓知識(shí)的創(chuàng)造、控制、獲取、認(rèn)證和運(yùn)用向所有人開放，即從公益的角度，強(qiáng)調(diào)了開源文化的重要性。

無(wú)開源，不創(chuàng)客。創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)源自開源運(yùn)動(dòng)，開源文化是創(chuàng)客的基因，也是精神支柱。選擇開源硬件，意味著教育裝備的低價(jià)，不足數(shù)萬(wàn)的創(chuàng)客器材，就足以支撐一系列課程的開展，這對(duì)西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)和農(nóng)村學(xué)校有著重要的意義。選擇開源硬件，也意味著教育裝備的標(biāo)準(zhǔn)化，不同企業(yè)之間的器材可以通用，并與國(guó)際接軌。不同學(xué)校、不同教師開發(fā)的課程也因?yàn)椤伴_源”而彼此分享，形成大的課程庫(kù)。從全國(guó)層面看，缺乏師資和課程資源，是影響創(chuàng)客教育和STEM教育后續(xù)發(fā)展的最大瓶頸，而“開源”能夠有效解決這一困境。

在創(chuàng)客教育初期，我國(guó)的開源硬件方面主要以Arduino、樹莓派、micro：bit為主。2013年左右，國(guó)產(chǎn)開源硬件pcDuino興起，隨后越來(lái)越多的硬件企業(yè)加入到開源硬件的研發(fā)中。2018年9月，眾多一線教師參與發(fā)起的開源硬件項(xiàng)目“虛谷計(jì)劃”啟動(dòng)，得到了眾多企業(yè)和教師的支持。

關(guān)鍵詞：虛谷計(jì)劃

“虛谷計(jì)劃”取意“虛懷若谷，兼容并蓄”，是一個(gè)包含開源硬件、開源軟件和開源課程的創(chuàng)客教育項(xiàng)目。虛谷計(jì)劃的項(xiàng)目品牌使用權(quán)歸屬“虛谷計(jì)劃”組委會(huì)，由“虛谷計(jì)劃”組委會(huì)和相關(guān)企業(yè)共同研發(fā)、共同推廣。目前“虛谷計(jì)劃”正在推進(jìn)的項(xiàng)目主要有虛谷號(hào)、掌控板、樂造模塊和虛谷物聯(lián)這四大項(xiàng)目，分別聯(lián)合了不同的創(chuàng)客企業(yè)進(jìn)行研發(fā)，如上頁(yè)表所示。

“虛谷計(jì)劃”的項(xiàng)目參考基金會(huì)的模式進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，硬件項(xiàng)目采用Solderpad協(xié)議開源，文檔采用CC-BY協(xié)議開源，軟件采用MIT協(xié)議開源。組委會(huì)鼓勵(lì)周邊企業(yè)研發(fā)“虛谷計(jì)劃”各種項(xiàng)目的周邊生態(tài)產(chǎn)品。越來(lái)越多的中小學(xué)開始選用虛谷計(jì)劃中的軟硬件，越來(lái)越多的教育項(xiàng)目開源出來(lái)，經(jīng)過教師的二次開發(fā)后，在各個(gè)課程領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

國(guó)產(chǎn)開源軟件和硬件匯聚了我國(guó)硬件企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和一線教師的教育理念，承載著大國(guó)文化的自信和擔(dān)當(dāng)。2019年3月，筆者和吳俊杰老師應(yīng)邀在聯(lián)合國(guó)教科文組織的會(huì)場(chǎng)上介紹了我國(guó)的創(chuàng)客教育，并展示了虛谷計(jì)劃中的掌控板和虛谷號(hào)。2019年8月，虛谷計(jì)劃團(tuán)隊(duì)聯(lián)合孔子學(xué)院，在泰國(guó)曼谷舉辦中泰創(chuàng)客文化節(jié)和挑戰(zhàn)營(yíng)活動(dòng)，為“一帶一路”的文化交流做出了貢獻(xiàn)。

不忘初心，方得始終。創(chuàng)客教育因?yàn)橐痪€教師而發(fā)起，同樣會(huì)因?yàn)橐痪€教師而持續(xù)發(fā)展下去。造物、產(chǎn)品、開源，只要堅(jiān)持把握這三大方向，創(chuàng)客教育一定能夠深深地扎根于我國(guó)的中小學(xué)教育，讓所有的學(xué)生受益。